Извлечение драгоценных металлов из отходов радиоэлектронной промышленности, таких как компьютеры, бытовая техника и различные виды электротехнических изделий, является на сегодняшний день новым и быстроразвивающимся направлением отраслей переработки и добычи вторичных драгметаллов. Утилизация бытовой техники, компьютеров и электроники подразумевает многоступенчатый процесс, в который входят этапы складирования, сортировки и переработки «электронного лома», предшествующие этапу непосредственного извлечения драгметаллов.
Тенденцией нашего времени является рост цен на драгоценные металлы. Рост цен связан с удорожанием добычи руды, сокращением запасов руд с большим содержанием драгоценных металлов, ужесточением экологических норм и другими не менее важными факторами. По этой причине возрастает актуальность такого явления как переработка лома и отходов радиоэлектронной промышленности. Добыча вторичных драгоценных металлов выделена в металлургии в отдельную отрасль. Наиболее значимыми источниками вторичных драгоценных металлов являются цветная металлургия, приборостроение и электронная промышленность. Содержание золота, платины, серебра и палладия в отходах существенно выше, чем в руде, поэтому переработка отходов с извлечением драгметаллов является экономически выгодным занятием. Доля вторичных драгметаллов в общем объёме их добычи на данный момент составляет порядка 40% и продолжает увеличиваться.
Переработка отходов с целью добычи золота, серебра, платины и палладия является приоритетным направлением в современной металлургии. Себестоимость вторичных драгоценных металлов получается на порядок дешевле, чем при добыче этих же металлов из руды.
Источником вторичных драгоценных металлов является многокомпонентный лом: военно-техническая аппаратура, компоненты вычислительной и электрической техники, брак и отходы электронной и электротехнической промышленности, машиностроительной отрасли и автомобилестроения.
Электронный лом вносит наиболее весомый вклад, так как электронная продукция быстро устаревает и поступает на переработку.
Электронный лом может перерабатываться следующими, наиболее распространёнными способами:
1. механический;
2. гидрометаллургический;
3. механический в сочетании с гидрометаллургической переработкой;
4. механический в сочетании с пиро- и гидрометаллургическими процессами.
Переработке подвергается как смешанный лом, так и его отдельные узлы и элементы. Наиболее распространёнными, при переработке технических отходов, являются технологии, разработанные во Франции, Германии, Швейцарии и других развитых странах.
Во всех распространённых технологиях переработки присутствуют:
1. механическая разделка смешанного лома;
2. обогащение лома содержащего драгоценные и благородные металлы путём многократного дробления и сепарации полученной смеси в гидроциклонах и методами флотации;
3. пирометаллургическая переработка или использование электролитических методов.
Технологии разработанные в развитых странах являются высокорентабельными благодаря использования однородного сырья, то есть предприятия специализируются на переработке определённых отходов (лома). При демонтаже радиоаппаратуры производится извлечение из неё электронных плат с радиодеталями. Радиодетали большого размера удаляют с использованием как ручного, так и механизированного инструмента. Для удаления мелких радиодеталей используют пневмолотки с плоскими зубилами. Переработанные платы, содержащие ножки радиодеталей, покрытые драгоценными металлами, а так же лужёные медные дорожки, утилизируются на свалке. Из-за низкого содержания благородных и драгоценных металлов переработка их низкорентабельна.
Драгоценные металлы извлекаются из радиоэлектронного лома с использованием гидрометаллургических процессов в два этапа. На первом этапе происходит растворение компонентов в водном растворе с применением минеральных и органических реагентов. На втором этапе производится выделение драгоценных металлов из раствора. Иногда используется селективное растворение. Либо растворяются благородные металлы, а прочие выпадают в осадок, либо наоборот.
Во вторичной пирометаллургии благородных металлов применяются коллектирующая плавка и окислительное рафинирование. Достаточно часто используются термические методы, с предварительным механическим обогащением сырья. В большинстве случаев используется плавка с флюсами и компонентами, коллектирующими благородные металлы. В качестве коллекторов используется свинец, алюминий, медь и железо, либо различные сплавы, например медь-серебро и так далее.
.jpg)
Хотелось бы отметить, некоторые особенности переработки электронного лома используемые в разных странах. Например,
1. Немецкая фирма «Schneck» производит предварительное измельчение лома и его магнитную сепарацию, что повышает хрупкость, а затем охлаждает лом жидким азотом.
2. При использовании американской технологии используются: молотковая дробилка, воздушный, магнитный и электродинамический сепараторы, валковая дробилка.
3. Специалистами французской фирмы «Vа1mеt» разработана технология, позволяющая в ходе механической обработки лома разделять чёрные металлы, цветные и благородные металлы и неметаллы. Для разделения благородных и цветных металлов используется метод электролитического рафинирования.
4. Технология американской фирмы «Inter Recycling» предусматривает дробление и сепарацию предварительно разобранного вручную компьютерного лома с помощью экспериментальной установки. Установка позволяет извлекать из лома: медь, никель и алюминий. Извлечение меди приводит к попутному извлечению благородных металлов (золота, платины и палладия). Используя экспериментальную установку, за смену можно перерабатывать до 5 000 килограммов лома.
5. В технологии разработанной специалистами японской компании «Теkоnу Sanso» повышенное внимание уделено процессу дробления лома, который существенным образом влияет на эффективность и качество технологии. Японские специалисты изготовили оборудование для выделения чистых материалов из концентратов полученных при первичной переработке лома (металл, пластмасса, резина) в основу положен процесс высокой очистки с повторным циклом.
6. Особенностью технологии используемой компанией «W.Hunter and Assiates Ltd» является применение мокрого обогащения на концентрационных столах, которое позволяет добиться большего обогащения фракции, содержащей благородные металлы. Завершает техпроцесс электролиз, позволяющий выделить золото из металлических материалов.
7. Компания «VЕВ» производит измельчение печатных плат при помощи шаровой мельницы, с последующим разделением металлов и неметаллов, завершает техпроцесс электростатическая сепарация.
8. Швейцарская компания «Galiка» перерабатывает лом (например, компьютеры, телевизоры) при помощи молотковой дробилки, которая может быть установлена на грузовике. Из раздробленной массы, при помощи магнитного барабанного сепаратора, извлекается железо. Извлечение электронных схем и больших кусков алюминия производится вручную. Плавка лома производится во вращающейся барабанной печи под слоем расплавленного стекла, который защищает расплавленный металл. Компания защитила патентом способ извлечения из разделанных или неразделанных печатных плат. Для извлечения используется наклонный вращающийся конвертор с дутьевыми фурмами, что позволяет существенно снизить затраты электроэнергии и при этом получить высокий коэффициент извлечения металла.
Существуют и другие не менее интересные технологии по извлечению металлов.
1. Технология применяющая паровоздушную смесь для рафинирования медного металлического расплава от примесей олова, цинка, свинца. Рафинирование производится в два этапа. На первом этапе, происходит насыщение медного расплава кислородом, что позволяет достаточно эффективно рафинировать медь от примесей, в результате прямого испарения с открытой поверхности расплава и перехода в гетерогенный шлак. По окончании этапа поступление кислорода прекращается. На втором этапе, наводится рафинировочный шлак с выдержкой под ним расплава с целью извлечения из него гетерофазных оксидных соединений примесей и доочистки.
2. Технология позволяющая извлекать благородные металлы из печатных плат путём растворения материала в кислоте с добавлением нитрозила или «царской водке». Выделение из раствора благородных металлов производится путём добавления в раствор гидроксиламина, формальдегида или гипофосфата щелочных металлов.
3. Технология позволяющая извлекать золото и ценные металлы из отходов электронной промышленности. Измельчённые отходы загружаются в анодную корзину, выполненную из титана, поверхность которой покрыта катализатором, и добавляют в электролит комплексообразователь и соли металлов переменной валентности. В результате происходит выпадение золота из электролита в осадок, а другие металлы, содержащиеся в электролите, осаждаются на катоде. На втором этапе анодное золото переплавляют в слитки, затем путём анодного растворения с наложением переменного ассиметричного тока в электролите, содержащем водный раствор золотохлористоводородной кислоты, осаждают золото на катоде, содержащееся в растворе серебро выделяется в виде осадка (хлорид), и скапливается на дне электролизера. По завершении процесса электролиза образуется раствор, содержащий примеси с частью золота, их извлекают на дополнительный катод, имеющий анионитовую или пористую диафрагму.
4. Технология извлечения драгоценных и ценных металлов из лома при помощи электролиза. Из электронного лома выплавляются слитки, которые загружают в электролизную ванну наполненную раствором азотной кислоты. Через электролит пропускается переменный электроток промышленной частоты с требуемой величиной напряжения и плотностью. Шлам, который содержит золото и олово, осыпается и скапливается на дне ванны; цветные металлы, а так же палладий и серебро сохраняются и накапливаются в растворе. Шлам подвергается прокаливанию при температуре около 550 °С, что позволяет перевести содержащееся в нём олово в инертное состояние и далее производят выщелачивание в «царской водке». При использовании этой технологии извлечение драгоценных металлов повышается на
